Heinrich Karl Bukowski ist der Sohn eines polnisch abstammenden Soldaten, der in Deutschland stationiert war und hier seine Frau Katharina kennen lernte. Zurück in Amerika, wurde Bukowskis Vater Milchmann und die Familie lebte in ärmlichen Verhältnissen. Sein Vater ging ständig fremd, trank und wurde dem Jungen gegenüber gewalttätig. Bukowski leidete an einer sehr starken Akne am ganzen Körper und konnte ein Jahr lang nicht die Schule besuchen. Diese Erlebnisse verarbeitete er in seinem Buch "Das Schlimmste kommt noch oder Fast eine Jugend."
Nach seiner Schulzeit studierte er in Los Angeles Journalismus und versuchte sich erstmals als Schriftsteller. Die folgenden Jahre wanderte er durch ganz Amerika und wurde nirgends sesshaft. In dieser Zeit begann sein Alkoholproblem, das ihn bis zu seinem Tod begleitete.
Nach dem zweiten Weltkrieg kehrte er nach los Angeles zurück und lernte Jane Cooney Baker kennen, mit der er viele Jahre zusammenlebte. 1950 hatte er eine Magenblutung, die er beinahe nicht überlebt hätte. Nach seiner Entlassung begann er Gedichte zu schreiben. 1955 heiratete er die Schriftstellerin und Verlegerin Barbara Frye. Die Ehe der beiden hielt allerdings nur 3 Jahre. Nach der Scheidung seiner reichen Ehefrau musste Bukowski wieder für sich selbst sorgen und fing an, bei der Post zu arbeiten. Seine Erlebnisse und Erfahrungen hierbei verarbeitete er in seinem ersten Buch "Der Mann mit der Ledertasche."
1964 wurde seine Tochter Marina geboren. Mit ihrer Mutter lebte Bukowski einige Jahre zusammen, heiratete sie aber nie. Für Marina war er ein liebevoller Vater.
Über seine Affäre mit der Bildhauerin Linda King schreibt er in seinem Werk "Das Liebesleben der Hyäne."
1985 heiratete er noch einmal, diesmal Linda Lee Beighle. Mit ihr lebte er bis zu seinem Tod am 9. März 1994 in San Pedro zusammen. Bukowski starb an Leukämie.